如圖所示,粗細均勻的玻璃細管上端封閉,下端開口,豎直插在大而深的水銀槽中,管內封閉有一定質量的空氣,玻璃細管足夠長,管內氣柱長4 cm,管內外水銀面高度差為10 cm,F(xiàn)將玻璃管沿豎直方向緩慢移動. (大氣壓強相當于75cmHg)求:

①若要使管內外水銀面恰好相平,此時管內氣柱的長度;
②若要使管內外水銀面高度差為15 cm,玻璃管又應如何移動多少距離。
①3.5 cm ②5.33cm或26.11cm

試題分析:① 玻璃管內的空氣作等溫變化,管內外水銀面恰好相平時,根據(jù)玻意耳定律:
( p0 – rgH1 ) S l1 = p0 S l2           (2分)
解得:       (2分)
②(a)若管內水銀面較高,管內氣柱長l3,根據(jù)玻意耳定律:
( p0 – rgH1 ) Sl1 =" (" p0 – rgH3) Sl3               (1分)
解得:     (1分)
玻璃管上移的距離:x2 = H3+l3 – ( l1 + H1 )="15+4.33-(4+10)=5.33" cm(1分)
(b)若管外水銀面較高,管內氣柱長l4,根據(jù)玻意耳定律有:
( p0 – rgH1 ) Sl1 =" (" p0+ rgH4) Sl4       (1分)
解得:    (1分)
玻璃管下移的距離:x4 = l1 + H1 +H4-l3 =4+10+15-2.89=26.11cm  (1分)
練習冊系列答案
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B.氣體對外做功,氣體內能不變
C.外界對氣體做功,氣體內能不變
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